Импульсный источник питания

Полезная модель относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использована в качестве источника питания для различных по-требителей.

Устройство содержит мост ключей, подключенный к блоку питания моста ключей и блоку драйверов, входы блока драйверов соединены с выхо-дами блока-генератора управляющих импульсов, низковольтный блок пита-ния, в который параллельно подключены блок-генератор управляющих им-пульсов, блок вентиляторов и блок защиты, выходы блока защиты включены в блок питания моста ключей, а выходы моста ключей соединены с входами высоковольтного трансформатора.

Полезная модель создает возможность регулирования скважностями и амплитудами разнополярных высоковольтных импульсов и позволяет увели-чить диапазон регулирования частот.

Полезная модель относится к высоковольтной импульсной технике, может быть использована для различных потребителей.

Известен импульсный источник питания (см. пат. US 8416593 В2, опубл. 09.04.2013), содержащий блок выпрямителя переменного напряжения, блок преобразователя, блок детектирования, блок управления, блок коммута-ции и блок защиты, предназначенный для питания электронных устройств.

Недостатком известного устройства является невозможность регулиро-вания частотами, скважностями и амплитудами импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому реше-нию является устройство, известное в [С. В. Кухтецкий. Простой лаборатор-ный инвертор для индукционного нагрева. Часть 2:

http://www.electrik.org/forum/index.php?act=attach&type=post&id=24722 ], со-держащее мост ключей, подключенный к блоку питания моста ключей и к модулю управления, низковольтный блок питания, в который параллельно подключены блок вентиляторов, блок защиты и модуль управления, выходы блока защиты подключены к блоку питания моста ключей, блок согласующе-го трансформатора, подключенный к мосту ключей.

Недостатками известного устройства являются невозможность регули-рования скважностями разнополярных импульсов, амплитудами напряжений импульсов при неизменной величине напряжения питающей сети, небольшой диапазон регулирования частот импульсов.

Техническим результатом заявленной полезной модели является уве-личение диапазона регулирования частот импульсов с 60-300 кГц до 0,1-1000 кГц, создание возможностей регулирования скважностями разнополярных импульсов в диапазоне от 1,05 до 20 за счет исполнения модуля управления в

виде блока-генератора управляющих импульсов и блока драйверов, и ам-плитудами импульсов от 0,3 до 3 кВ путем переключения витков на высоко-вольтном трансформаторе, который подключен к выходам моста ключей.

Результат достигается тем, что импульсный источник питания, содер-жащий мост ключей, подключенный к блоку питания моста ключей и к мо-дулю управления, низковольтный блок питания, в который параллельно подключены блок вентиляторов, блок защиты и модуль управления, выходы блока защиты подключены к блоку питания моста ключей, отличается тем, что модуль управления выполнен в виде блока генератора управляющих им-пульсов и блока драйверов, а выходы моста ключей подключены к высоко-вольтному трансформатору.

На фиг. 1 изображена блок-схема импульсного источника питания, на фиг. 2 - принципиальная схема импульсного источника питания, на фиг. 3 - принципиальная схема блока широтно-импульсной модуляции.

Устройство содержит блок питания моста ключей 1, блок защиты 2, низковольтный блок питания 3, блок-генератор управляющих импульсов 4, блок вентиляторов 5, блок драйверов 6, мост ключей 7, высоковольтный трансформатор 8. Выходы высоковольтной обмотки трансформатора под-ключаются к входам нагрузки потребителя.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Поданное на-пряжение на устройство поступает в блок защиты 2 и низковольтный блок питания 3. После включения кнопки «Пуск» начинает получать питание блок 1, обеспечивающий электроэнергией мост ключей 7. Блок 3 питает постоян-ным напряжением схему шунтирования пусковых резисторов А блока 2, блок-генератор управляющих импульсов 4 и блок вентиляторов 5, а пере-менным напряжением схему срабатывания защиты В блока 2, схема управле-ния защитой С блока 2 получает постоянное напряжение от встроенного бло-ка питания. В случае срабатывания блока защиты 2, от сети отключается только блок 1, блоки 2 и 3 остаются под напряжением. Блок 4 генерирует управляющие импульсы с регулируемыми частотами и скважностями, его

сигналы в дальнейшем поступают в блок драйверов 6. Блок 6 усиливает сиг-налы блока 4 для дальнейшей их подачи на полевые транзисторы моста клю-чей 7, а также обеспечивает гальванической развязкой от блока 7 драйверы блока 6. На мост ключей 7 поступает постоянное напряжение от блока 1 и управляющие сигналы от блока 6, в результате чего начинает работать мост ключей и на его выходах генерируются силовые разнополярные импульсы с величиной максимального мгновенного напряжения 310 В. Из блока 7 сило-вые импульсы поступают в высоковольтный трансформатор 8, который име-ет ответвления на низковольтной обмотке для переключения количества вит-ков, с целью регулирования амплитуд импульсов. Выводы высоковольтной обмотки трансформатора подключаются к нагрузке потребителя, в результате чего на нее поступают высоковольтные разнополярные импульсы, с диапазо-нами регулирований частот 0,1-1000 кГц, скважностей 1,05-20, амплитуд 0,3- 3 кВ.

Блок-генератор управляющих импульсов приведен на фиг. 3. Он осно-ван на микросхеме TL494, позволяющей регулировать частоты, скважности импульсов, имеющей средства коррекции симметрии выходных напряжений, что важно для моста ключей 7. Управляющие импульсы исходят из микро-схемы IC1 с выходов 9 и 10. Регулирование длин импульсов происходит пе-ременным резистором R22, а скважностей переменным резистором R18. Пе-реключение диапазонов регулирования осуществляется перемычками кон-денсаторов С11-С14. Управляющие импульсы приходят на входы 2 драйве-ров блока 6.

Заявленная полезная модель позволяет увеличить диапазон регулиро-вания частот импульсов с 60-300 кГц до 0,1-1000 кГц, создать возможность регулирования скважностями разнополярных импульсов в диапазоне от 1,05 до 20 и амплитудами импульсов от 0,3 до 3 кВ.

Импульсный источник питания, содержащий мост ключей, подключенный к блоку питания моста ключей и к модулю управления, низковольтный блок питания, в который параллельно подключены блок вентиляторов, блок защиты и модуль управления, выходы блока защиты подключены к блоку питания моста ключей, отличающийся тем, что модуль управления выполнен в виде блока генератора управляющих импульсов и блока драйверов, а выходы моста ключей подключены к высоковольтному трансформатору.

РИСУНКИ